一种测试小试样变温电性能的辅助夹具制造技术

一种测试小试样变温电性能的辅助夹具，特别涉及一种材料电学性能测试用夹具。本发明专利技术的目的是要解决使用现有电学性能测试仪器配套夹具对厚度200μm以下的功能陶瓷试样进行测试时容易导致试样断裂的问题。一种测试小试样变温电性能的辅助夹具由基座、上电极模块、下电极模块、接线模块和加热模块组成。本发明专利技术的优点在于特别适合功能陶瓷小试样的电学性能测试，本发明专利技术可用于辅助测量功能陶瓷的电学性能，尤其是基于平行板电容器方式进行测量的导电、介电、铁电、压电和耐压性能；本发明专利技术的优点在于使用摇杆式上电极，其活动灵活，整体轻质，对试样施加压力小。本发明专利技术可获得一种测试小试样变温电性能的辅助夹具。

【技术实现步骤摘要】
一种测试小试样变温电性能的辅助夹具
本专利技术涉及一种材料电学性能测试用夹具。
技术介绍
特种陶瓷，尤其是功能陶瓷，因其特殊的电学、热学与光学性质而被应用于众多高精尖
中，典型产品包括多层陶瓷电容器、热电发电器件和飞行器透波天线罩等。检测功能陶瓷在使役温度如-190℃～200℃下的电学性能，如导电、介电、铁电、压电和耐压性能，是了解材料性能，确定材料选用的重要依据。功能陶瓷的耐压等电学性能与其尺寸息息相关，高致密性、薄尺寸陶瓷的宏观缺陷更少，耐压能力较强；同时，随着对电子器件高性能、小型化、集成化的需求不断加大。开发超薄厚度<0.2mm、超小尺寸<1mm电学功能陶瓷及配套检测工具成为当下科研攻关中的重要任务。对基于平行板电容器方式测量电学性能的夹具而言，上、下电极的设计相当重要。上、下电极既要具有良好的导电性，又要固定试样并与其紧密接触。目前，国内外电学测试仪器电极的典型设计方案有三类：1、夹持式，如鳄鱼夹、弹簧针或自重夹；2、探针式，如微动台配合钨钢探针；3、焊接式，即直接在样品电极上焊接导线。对于薄陶瓷试样而言，由于其厚度小，强度低且陶瓷本征脆性大，无法使用探针式或焊接式电极，因此一般使用夹持式方案。目前，采取夹持式方案的几种商用电学性能测试仪器中，上、下电极对试样施加的压力处于1-100N范围内。当功能陶瓷试样的厚度降低至200μm以下时，其强度大幅下降，采用上述方案测试该类小试样时，容易破坏试样。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决使用现有电学性能测试仪器配套夹具对厚度200μm以下的功能陶瓷试样进行测试时容易导致试样断裂的问题，而提供一种测试小试样变温电性能的辅助夹具。一种测试小试样变温电性能的辅助夹具由基座、上电极模块、下电极模块、接线模块和加热模块组成；所述的基座包括上盖和底座，上盖与底座为等径的圆柱体，且材质均为绝缘体；所述的底座上端设有圆环状凸台，上盖的下端面开有与该圆环状凸台相配合的周向凹槽，圆环状凸台与周向凹槽构成密封结构；所述的上电极模块包括连杆固定座、探针连杆、探针固定环和探针，连杆固定座、探针连杆、探针固定环和探针的材质均为导体；所述的探针连杆的一端与连杆固定座连接，另一端上表面设有与探针固定环同轴的通孔，探针穿过探针连杆和探针固定环；所述的下电极模块包括底电极和底电极延长柱，底电极和底电极延长柱的材质均为导体；所述的底电极由上圆盘和下圆柱组成，截面为T型，下圆柱的侧面开设有凹槽，底电极延长柱的一端设置在凹槽中，且与底电极螺纹连接；所述的接线模块为接线座，接线座为圆柱体，接线座上开设有轴向凹槽，接线座的材质为导体；所述的加热模块为陶瓷加热体，陶瓷加热体为环状陶瓷加热体；所述的上盖下端面的周向凹槽侧壁上开设有外侧第一出线孔和外侧第二出线孔，上盖下端面的周向凹槽上方开设有扇形槽，用于容纳固定座、探针连杆、探针固定环和探针；所述的底座上端的圆环状凸台的侧壁上开设有内侧第一出线孔和内侧第二出线孔；上盖和底座装配时，外侧第一出线孔可与内侧第一出线孔对齐连通，外侧第二出线孔可与内侧第二出线孔对齐连通；底座的外侧壁及圆环状凸台内圆槽底部的下方开设有槽，底电极设置在圆环状凸台内圆槽底部的下方槽中，，底电极延长柱设置在底座外侧壁的槽中，且底电极延长柱延伸至底座外部；底座上端的圆环状凸台上端面开设有两个槽，连杆固定座和接线座的下端均设置在槽中；所述的陶瓷加热体设置在底座上端圆环状凸台内的圆槽中，陶瓷加热体的内径大于底电极中上圆盘的直径，且底电极中上圆盘与陶瓷加热体的圆环同心。本专利技术的使用方法：将测试小试样变温电性能的辅助夹具置于平整台面上，取下上盖，将陶瓷加热体的引线从内往外依次穿过内侧第二出线孔和外侧第二出线孔，并将陶瓷加热体的引线与外电路连接；取一根导线，将导线的一端放入探针固定环与探针连杆的间隙中，并使用紧定螺栓锁紧探针连杆，导线的另一端穿过接线座的轴向凹槽，再经过内侧第二出线孔与外侧第二出线孔对齐形成的通道后与测试仪器输出端进行电气连接，使用紧定螺栓锁紧接线座；将香蕉插头插入底电极延长柱的尾端使下电极模块与测试仪器输入端进行电气连接，旋转探针连杆，将待测小试样放置于底电极上，将绝缘硅油倒入底座上端圆环状凸台内的圆槽中，使待测小试样、底电极和陶瓷加热体浸入到绝缘硅油中，陶瓷加热体的引线与外电路连接，陶瓷加热体可对绝缘硅油进行加热，进而待测小试样的温度升高，再将热电偶引线从外侧第一出线孔与内侧第一出线孔对齐连通后形成热电偶引线的通道进入并插入到绝缘硅油中，热电偶可对绝缘硅油的温度进行测试，调整待测小试样的位置，再旋转探针连杆，使探针的触点与待测小试样相接触，最后盖上上盖，即可开始测试。本专利技术的优点：本专利技术的优点在于特别适合功能陶瓷小试样的电学性能测试，本专利技术可用于辅助测量功能陶瓷的电学性能，尤其是基于平行板电容器方式进行测量的导电、介电、铁电、压电和耐压性能；本专利技术的优点在于使用摇杆式上电极，其活动灵活，整体轻质，对试样施加压力小；且可根据待测小试样的电极面积与强度设计探针的材料、直径、长度、质量与触点形状并进行更换，解决了使用现有电学性能测试仪器对厚度小于200μm以下的功能陶瓷试样进行测试时容易导致功能陶瓷试样破坏的问题。本专利技术可获得一种测试小试样变温电性能的辅助夹具。附图说明图1为实施例一所述的一种测试小试样变温电性能的辅助夹具的结构示意图；图2为图1沿A-A的剖面图；图3为实施例一所述的一种测试小试样变温电性能的辅助夹具不含上盖时的三维视图。具体实施方式为了更加清晰地阐明本专利技术的技术方案与优点，下面结合附图及实施例对本专利技术进行说明。此处所述实施例仅作说明用途，并不代表本专利技术的所有实施例。凡是基于本专利技术或在本专利技术原理的基础上所作的替换、修改与非实质性的改进都应属于本专利技术保护的范围。具体实施方式一：本实施方式是一种测试小试样变温电性能的辅助夹具由基座、上电极模块、下电极模块、接线模块和加热模块组成；所述的基座包括上盖1和底座2，上盖1与底座2为等径的圆柱体，且材质均为绝缘体；所述的底座2上端设有圆环状凸台，上盖1的下端面开有与该圆环状凸台相配合的周向凹槽，圆环状凸台与周向凹槽构成密封结构；所述的上电极模块包括连杆固定座5、探针连杆6、探针固定环7和探针8，连杆固定座5、探针连杆6、探针固定环7和探针8的材质均为导体；所述的探针连杆6的一端与连杆固定座5连接，另一端上表面设有与探针固定环7同轴的通孔，探针8穿过探针连杆6和探针固定环7；所述的下电极模块包括底电极3和底电极延长柱4，底电极3和底电极延长柱4的材质均为导体；所述的底电极3由上圆盘和下圆柱组成，截面为T型，下圆柱的侧面开设有凹槽，底电极延长柱4的一端设置在凹槽中，且与底电极3螺纹连接；所述的接线模块为接线座10，接线座10为圆柱体，接线座10上开设有轴向凹槽，接线座10的材质为导体；...

【技术保护点】
1.一种测试小试样变温电性能的辅助夹具，其特征在于一种测试小试样变温电性能的辅助夹具由基座、上电极模块、下电极模块、接线模块和加热模块组成；/n所述的基座包括上盖(1)和底座(2)，上盖(1)与底座(2)为等径的圆柱体，且材质均为绝缘体；/n所述的底座(2)上端设有圆环状凸台，上盖(1)的下端面开有与该圆环状凸台相配合的周向凹槽，圆环状凸台与周向凹槽构成密封结构；/n所述的上电极模块包括连杆固定座(5)、探针连杆(6)、探针固定环(7)和探针(8)，连杆固定座(5)、探针连杆(6)、探针固定环(7)和探针(8)的材质均为导体；所述的探针连杆(6)的一端与连杆固定座(5)连接，另一端上表面设有与探针固定环(7)同轴的通孔，探针(8)穿过探针连杆(6)和探针固定环(7)；/n所述的下电极模块包括底电极(3)和底电极延长柱(4)，底电极(3)和底电极延长柱(4)的材质均为导体；所述的底电极(3)由上圆盘和下圆柱组成，截面为T型，下圆柱的侧面开设有凹槽，底电极延长柱(4)的一端设置在凹槽中，且与底电极(3)螺纹连接；/n所述的接线模块为接线座(10)，接线座(10)为圆柱体，接线座(10)上开设有轴向凹槽，接线座(10)的材质为导体；/n所述的加热模块为陶瓷加热体(9)，陶瓷加热体(9)为环状陶瓷加热体；/n所述的上盖(1)下端面的周向凹槽侧壁上开设有外侧第一出线孔(100)和外侧第二出线孔(102)，上盖(1)下端面的周向凹槽上方开设有扇形槽，用于容纳固定座(5)、探针连杆(6)、探针固定环(7)和探针(8)；/n所述的底座(2)上端的圆环状凸台的侧壁上开设有内侧第一出线孔(101)和内侧第二出线孔(103)；上盖(1)和底座(2)装配时，外侧第一出线孔(100)可与内侧第一出线孔(101)对齐连通，外侧第二出线孔(102)可与内侧第二出线孔(103)对齐连通；底座(2)的外侧壁及圆环状凸台内圆槽底部的下方开设有槽，底电极(3)设置在圆环状凸台内圆槽底部的下方槽中，底电极延长柱(4)设置在底座(2)外侧壁的槽中，且底电极延长柱(4)延伸至底座(2)外部；底座(2)上端的圆环状凸台上端面开设有两个槽，连杆固定座(5)和接线座(10)的下端均设置在槽中；/n所述的陶瓷加热体(9)设置在底座(2)上端圆环状凸台内的圆槽中，陶瓷加热体(9)的内径大于底电极(3)中上圆盘的直径，且底电极(3)中上圆盘与陶瓷加热体(9)的圆环同心。/n...

【技术特征摘要】
1.一种测试小试样变温电性能的辅助夹具，其特征在于一种测试小试样变温电性能的辅助夹具由基座、上电极模块、下电极模块、接线模块和加热模块组成；
所述的基座包括上盖(1)和底座(2)，上盖(1)与底座(2)为等径的圆柱体，且材质均为绝缘体；
所述的底座(2)上端设有圆环状凸台，上盖(1)的下端面开有与该圆环状凸台相配合的周向凹槽，圆环状凸台与周向凹槽构成密封结构；
所述的上电极模块包括连杆固定座(5)、探针连杆(6)、探针固定环(7)和探针(8)，连杆固定座(5)、探针连杆(6)、探针固定环(7)和探针(8)的材质均为导体；所述的探针连杆(6)的一端与连杆固定座(5)连接，另一端上表面设有与探针固定环(7)同轴的通孔，探针(8)穿过探针连杆(6)和探针固定环(7)；
所述的下电极模块包括底电极(3)和底电极延长柱(4)，底电极(3)和底电极延长柱(4)的材质均为导体；所述的底电极(3)由上圆盘和下圆柱组成，截面为T型，下圆柱的侧面开设有凹槽，底电极延长柱(4)的一端设置在凹槽中，且与底电极(3)螺纹连接；
所述的接线模块为接线座(10)，接线座(10)为圆柱体，接线座(10)上开设有轴向凹槽，接线座(10)的材质为导体；
所述的加热模块为陶瓷加热体(9)，陶瓷加热体(9)为环状陶瓷加热体；
所述的上盖(1)下端面的周向凹槽侧壁上开设有外侧第一出线孔(100)和外侧第二出线孔(102)，上盖(1)下端面的周向凹槽上方开设有扇形槽，用于容纳固定座(5)、探针连杆(6)、探针固定环(7)和探针(8)；
所述的底座(2)上端的圆环状凸台的侧壁上开设有内侧第一出线孔(101)和内侧第二出线孔(103)；上盖(1)和底座(2)装配时，外侧第一出线孔(100)可与内侧第一出线孔(101)对齐连通，外侧第二出线孔(102)可与内侧第二出线孔(103)对齐连通；底座(2)的外侧壁及圆环状凸台内圆槽底部的下方开设有槽，底电极(3)设置在圆环状凸台内圆槽底部的下方槽中，底电极延长柱(4)设置在底座(2)外侧壁的槽中，且底电极延长柱(4)延伸至底座(2)外部；底座(2)上端的圆环状凸台上端面开设有两个槽，连杆固定座(5)和接线座(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪军，李方喆，柯华，罗蕙佳代，曹璐，唐晓慧，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23